2020一建《公路》精讲课件-隧道工程.ppt

1、20202020隧道工程隧道工程公路公路工程管理与实务工程管理与实务1B414010隧道围岩分级与隧道构造围岩级别围岩或土体主要定性特征围岩基本质量指标BQ（MPa）（好） 坚硬岩(饱和抗压极限强度Rb60MPa)，岩体完整，巨块状或巨厚层状整体结构550 坚硬岩(Rb30MPa)，岩体较完整，块状或厚层状结构较坚硬岩，岩体完整，块状整体结构550451 坚硬岩，岩体较破碎，巨块（石）碎（石）状镶嵌结构； 较坚硬岩或较软硬岩层，岩体较完整，块状体或中厚层状结构450351 坚硬岩，岩体破碎，碎裂结构； 较坚硬岩，岩体较破碎破碎，镶嵌碎裂结构； 较软岩或软硬岩互层，且以软岩为主，岩体较完整较破碎

2、，中薄层状结构350251 土体：（1）压密或成岩作用的黏性土及砂性土；（2）黄土（Q1、Q2）；（3）一般钙质、铁质胶结的碎、卵石土、大块石土； 较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎-破碎； 极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构250 一般第四系的半干硬-硬塑的黏性土及稍湿至潮湿的一般碎、卵石土、圆砾、角砾土及黄土（Q3、Q4）。非黏性土呈松散结构，黏性土及黄土呈松软结构 （差） 软塑状黏性土及潮湿、饱和粉细砂层、软土等洞门类型有：端墙式、翼墙式、环框式、遮光式、削竹式、台阶式、柱式等。拱式明洞拱式明洞棚式明洞知识拓展注：浅埋是指隧道上部覆盖层不足隧道洞跨2倍的隧道区段属于隧道浅埋段。序号分类形

3、式种类1按地层岩石隧道、土质隧道2按所处位置山岭隧道、城市隧道、水底隧道3按施工方法新奥法、浅埋暗挖法、盾构法3按埋置深度浅埋隧道、深埋隧道4按长度短、中、长、特长（500、1000、3000）5按隧道间距离连拱、小净距、分离式6按跨度小、中、大、超大（9、14、18）小净距隧道是指隧道间的中间岩墙厚度小于分离式独立双洞的最小净距的特殊隧道布置形式。常用于洞口地形狭窄或有特殊要求的中、短隧道以及长或特长隧道洞口局部地段。分离式独立双洞的最小净距围岩级别最小净距（m）1.0B1.5B2.0B2.5B3.5B4.0B注：B隧道开挖断面的宽度。连拱隧道主要适用于洞口地形狭窄，或对两洞间距有特殊要求的

4、中、短隧道。连拱隧道按中墙形式不同分为整体式中墙和复合式中墙两种形式。（2）连拱隧道开挖宜先贯通中导洞、浇筑中隔墙，然后依次开挖主洞。中隔墙顶与中导洞初期支护间应用混凝土回填密实。（3）主洞开挖时，左右两洞开挖掌子面错开距离宜大于30m。（4）中隔墙混凝土模板宜使用对拉拉杆。（6）采用导洞施工时，导洞宽度宜大于4m。新奥法是新奥地利隧道施工方法的简称，它是从岩石力学的观点出发而提出的一种合理的施工方法，是采用喷锚技术、监控量测等并与岩石力学理论构成的一个体系而形成的一种新的工程施工方法。新奥法的基本原则：为少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭。【洞口土石方与排水】工序：截水沟施工边、仰坡开挖边、仰坡

5、防护套拱及长管棚施工护（套）拱+长管棚法【明洞工程】工序：明洞开挖仰拱施工仰拱回填衬砌混凝土施工铺设防水层洞门墙施工明洞回填。1.明洞防水层施工应符合下列规定：（2）防水卷材应与拱背粘贴紧密，接头搭接长度不小于100mm，铺设应自下而上进行，上下层接缝宜错开，不得有通缝。2.明洞回填施工应符合下列规定：（分层、对称、高差不超限）（1）石质地层中墙背与岩壁空隙不大时，可采用与墙身同级混凝土回填；空隙较大时，可采用片石混凝土或浆砌片石回填密实。 土质地层，应将墙背坡面开凿成台阶状，用干砌片石分层码砌，缝隙用碎石填塞紧密，不得任意抛填土石。（3）拱背回填应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，两侧

6、回填高差不得大于0.5m，回填至拱顶平齐后应分层满铺填筑。【超前地质预报】TSP法【超前支护】超前锚杆中空注浆锚杆管棚超前小导管超前小导管工艺流程自进式注浆锚杆（又称迈式锚杆）是将超前锚杆与超前小导管注浆相结合的一种超前措施，它是在小导管的前端安装了一次性钻头，从而将钻孔和顶管同时完成，缩短了导管的安装时间，尤其适用于钻孔易坍塌的地层。深孔围岩预注浆【隧道开挖】隧道开挖的主要方法是钻孔爆破法。开挖工作包括钻眼、装药、爆破等几项工作内容。暗挖施工法机械配置：（1）钻孔机械：风动凿岩机、液压凿岩机、凿岩台车。（2）装药台车。（3）找顶及清底机械。（4）初次支护机械：锚杆台车、混凝土喷射机。（5）注

7、浆机械（包括钻孔机、注浆泵）。（6）装渣机械（包括轮胎式、履带式装载机、扒爪装岩机、耙斗式装岩机、铲斗式装岩机）。（7）运输机械（包括自卸汽车、矿车）（7）二次支护衬砌机械：模板衬砌台车（混凝土搅拌站、搅拌运输车、混凝土输送泵）公路隧道施工技术细则JTG/T F60-2009光面爆破的主要参数包括周边眼的间距（E）、光面爆破层的厚度（w）、周边眼密集系数（K=E/W）、周边眼的线装药密度等。影响光面爆破参数选择的因素很多，主要由岩石的爆破性能、炸药品种、一次爆破的断面大小及形状等，其中影响最大的是地质条件。 光面爆破 预裂爆破 起爆顺序掏槽眼辅助眼周边眼周边眼掏槽眼辅助眼对围岩的扰动情况扰动大

8、扰动小钻眼工程量小大公路隧道的开挖方式主要有全断面法、台阶法、环形预留核心土法、中隔壁法、双侧壁导坑法及中导洞法等。CD法CRD法1234567左侧上导坑开挖及初期支护；左侧下导坑开挖及初期支护；右侧上导坑开挖及初期支护；右侧下导坑开挖及初期支护；中间上部上台阶开挖及拱部初支；中间上部预留核心土开挖初支；中间下部开挖及初期支护；拆除临时支撑；仰拱二衬及隧底填充；施做拱顶及边墙二次衬砌。双侧壁导坑法装药结构 连续装药结构 空气间隔装药结构 耦合与不耦合装药耦合与不耦合装药结构耦合与不耦合装药结构 装药的不偶合系数，即炮孔直径与装药直装药的不偶合系数，即炮孔直径与装药直径之比。当装药直径等同于炮孔

9、直径时，径之比。当装药直径等同于炮孔直径时，偶合装药系数为偶合装药系数为1 1；散装药时，不偶合系数；散装药时，不偶合系数也为也为1 1。经试验和实践证明，采用不偶合系。经试验和实践证明，采用不偶合系数装药时对光面爆破起到非常重要的作用，数装药时对光面爆破起到非常重要的作用，已在光面爆破和预裂爆破中得到广泛的应已在光面爆破和预裂爆破中得到广泛的应用，一般情况下，我们采用不偶合系数为用，一般情况下，我们采用不偶合系数为0.650.650.850.85 。炮眼壁炸药炮眼壁炸药卷耦合装药耦合装药不耦合装药不耦合装药布置周边眼时应遵循的要求布置周边眼时应遵循的要求装药量宜少不宜多；装药量宜少不宜多；装

10、药结构宜装药结构宜“隔隔”不宜不宜“连连”；（间隔装；（间隔装药和连接装药）药和连接装药）药卷直径宜细不宜粗；药卷直径宜细不宜粗；导爆方式宜导爆方式宜“索索”不宜不宜“管管”；（导爆管；（导爆管和导爆索）和导爆索）周边眼距宜小不宜大（周边眼距宜小不宜大（E EW W） 777777725555555911113 33火雷管导火索（炮眼旁数字为毫秒雷管段别）导爆管非电雷管起爆网络之一12345导爆管非电雷管起爆网络之二1导爆索；2-8号雷管及胶布；3导爆管；4连接块；5炮眼443121主导爆管；2非电传爆雷管；3支导爆管；4非电起爆管【监控量测】【初期支护】（喷混凝土+锚杆+钢筋网+钢支撑）初喷

11、混凝土厚度一般为5cm左右，随后安装钢支撑，打设锚杆、铺设钢筋网，再按设计喷射混凝土形成联合支护整体，控制围岩变形，达到围岩快速稳定。钢拱架钢格栅【仰拱和底板施工】【结构防排水施工】围岩环向排水管纵向排水管横向排水管中央排水沟。初期支护表面处理缓冲垫层铺设：土工布-热塑垫圈固定缓 冲 层热 塑 性 圆 垫 圈围 岩金 属 垫 圈射 钉围 岩热 塑 性 圆 垫 圈初 期 支 护防水板铺设无钉铺设防水板台车【二次衬砌】（模筑混凝土）衬砌施工顺序，目前多采用由下到上、先墙后拱的顺序连续浇筑。在隧道纵向，则需分段进行，分段长度一般812m。应尽量使用金属模板台车灌注混凝土整体衬砌。模板衬砌台车【隧道通

12、风防尘、水电作业、逃生救援、辅助坑道】风管式通风巷道式通风逃生通道辅助坑道：竖井、斜井、平行导坑、横洞横洞斜井当斜井井身倾角12%时，宜采用自卸汽车、装载机或挖掘机配合的无轨运输方式；当斜井井身倾角12%28%时，宜选用轨道矿车或皮带运输方式；当28%47%时，宜采用轨道矿车提升；当47%70%时，应采用大型萁斗提升。斜井井身倾角47%，井身模筑衬砌墙基应做成台阶形式。竖井竖井1B414037公路隧道盾构施工它包括三部分：前部切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。1-切口环；2-支撑环；3-盾尾；4-支撑千斤顶；5-活动平台；6-活动平台千斤顶7-切口；8-盾构推进千斤顶；9-盾构空隙；10-管

13、片拼装管；11-管片序号序号区别项目区别项目土压平衡盾构土压平衡盾构泥水平衡盾构泥水平衡盾构1 1压力平衡控制原理压力平衡控制原理土压平衡泥水加压平衡2 2排渣方式排渣方式螺旋输送机排出渣土排泥管排出泥浆3 3渣土处理方式渣土处理方式渣土直接排弃泥浆分离设备处理，分离出的渣土排弃，泥水循环利用4 4泥浆分离设备泥浆分离设备不需要在地面建有泥浆分离站管片壁后注浆按与盾构推进的时间和注浆目的不同，可分为同步注浆、二次注浆和堵水注浆。1.同步注浆同步注浆与盾构掘进同时进行，是通过同步注浆系统，在盾构向前推进盾尾空隙形成的同时进行，浆液在盾尾空隙形成的瞬间及时起到充填作用，使周围土体获得及时的支撑，可

14、有效防止岩体的坍塌，控制地表的沉降。2.二次注浆管片背后二次补强注浆则是在同步注浆结束以后，通过管片的吊装孔对管片背后进行补强注浆(补充部分未填充的空腔，提高管片背后土体的密实度)，以提高同步注浆的效果。二次注浆的浆液充填时间要滞后掘进一段时间，对隧道周围土体起到加固和止水的作用。3.堵水注浆为提高背衬注浆层的防水性及密实度，在富水地区考虑前期注浆受地下水影响以及浆液固结率的影响，必须时在二次注浆结束后进行堵水注浆。1B414040特殊地段施工1B414041涌水地段施工特点1B414042塌方地段施工特点1B414043岩溶地段施工特点1B414044瓦斯地段施工特点1B414045流沙地段

15、施工特点1B414046岩爆地段施工特点补充（1）WNF法：先清除塌体，利用围岩暂时的基本稳定状态，抓紧时间沿坍塌面采用喷锚支护技术加固未塌的地层(既W，以下称“外层初期支护”)，然后沿二次衬砌外轮廓施作钢架混凝土支护壳体(即N，以下称“内层初级支护”)。同时用钢架将内、外层初级支护连成整体，待二次衬砌完成以后，沿内层初期支护外轮廓依次设防水层、1m厚混凝土护拱及1m以上的土石缓冲层(即F，简称“防护”)。这种方法的特点是：工序多，处理周期长，成本高，但安全可靠。此法适用于坍腔横断面矢跨比小于0.7时的坍方。（2）WF法:当坍方高度较大，塌腔横断面矢跨比大于或等于0.7时的塌方，W、F的含义同前，在塌方发生后，利用围岩的自稳能力，抓紧时间沿塌方面外层进行初期支护，不设(也难于设)内层初期支护，待二次衬砌完成以后，设置与WNF法相同的防水层、护拱及缓冲层。与WNF法比较，WF方法未设内层初级支护及内、外层初级支护之间的联系钢架，从而成本大量降低，处理周期短很多，但因矢跨比较大，再次塌的可能性较小，仍能基本确保施工安全。由于设有1m厚的混凝土护拱及1m以上的土石缓冲层，即使在隧道完工后的运营时期，发生了一定规模的塌方，其抗冲击能力仍能确保运营安全。谢谢观看